一種Ⅲ‑Ⅴ族半導體的太陽能電池結構及其製作方法與流程

2023-12-10 11:22:27 1

本發明涉及太陽能電池領域，具體是一種Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構及其製作方法。

背景技術：

自二十世紀到二十一世紀，隨著人傾生活的進步，對於能源的需求是愈來愈高，但由於地球可用資源有限，為免資源耗盡，太陽能產業應運而生，太陽能是一種綠色環保的永續能源，開發太陽能電池可以將光能儲存從而得到利用。太陽能電池是半導體吸收光量或光子後，電子被激發並發生躍遷，激發的電子驅動電路從而形成電池半導體。目前使用的各式太陽能電池材料包括單晶矽、多晶矽、非晶矽等半導體種類或Ⅲ-Ⅴ族、二六族的元素連結的材料。

Ⅲ-Ⅴ族太陽能電池，又稱為聚光型太陽能電池，具有遠高於矽晶太陽能電池的光電轉換效率。Ⅲ-Ⅴ族太陽能電池是以在Ⅲ-Ⅴ族基板上，以化學氣相沉積法形成薄膜，此類薄膜太陽能電池結構很早就應用在人造衛星的太陽能電池板上，具有可吸收光譜範圍極廣且轉換效率可高逾30％、且壽命較其它種類太陽能電池長、性質穩定的優點。Ⅲ-Ⅴ族太陽能電池儘管不需要用到矽晶，但晶片成本仍然相對高昂，而且目前的太陽能電池沒有相對應的保護措施，致使其壽命仍然不長；還有大多的太陽能電池都是平板的結構，從而使得部分太陽光反射造成損失等因素，造成其光電轉換效率無法進一步提升。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構及其製作方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構，包括保護殼以及設置在保護殼內的

一透明基板，設置在保護殼內部下方；

一非晶矽層，設於該透明基板上；

一Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層，設於非晶矽層上，Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層包含N型半導體層、本徵半導體層和P型半導體層，本徵半導體層設置在N型半導體層和P型半導體層之間；及

一透明導光層，設於Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層上，且該透明導光層的表面和內部開設有多個微孔，將入射光線水平導向至Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層中；透明導光層上設有弧形的凹槽；

一吸光層，設於透明導光層上，且設置在保護殼的頂端，吸光層呈凹向的弧形設置，與透明導光層上的凹槽為吻合；

一保護底板，活動安裝在保護殼的底端，便於拆卸。

作為本發明進一步的方案：該吸光層為V型槽、波浪型或折角式的吸光板。

作為本發明進一步的方案：該透明導導光層為氧化銦錫、氧化鋅鋁或氧化鋅錫的透明導光導電氧化物。

作為本發明進一步的方案：所述N型半導體層為N型或P型半導體，P型半導體層為對應的P型或N型半導體。

作為本發明再進一步的方案：該透明基板的材質為玻璃、石英、透明塑膠或單晶氧化鋁透明材質。

一種所述的Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構的製作方法，步驟如下：將非晶矽層利用電漿輔助化學氣相沉積法形成於透明基板上，將Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層利用金屬有機化學氣相沉積法依次形成於非晶矽層上，將透明導光層利用金屬有機化學氣相沉積法形成於Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層上，將吸光層設置在透明導光層上並進行固定，整體放置於保護殼內，並進行再次固定，然後將保護底板活動安裝在保護殼的底端。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明採用弧形的吸光層、透明導光層以及透明基板作為結構，不僅增加了其使用壽命，降低了總成本，而且增加吸光面積，有效的吸收光能，提高太陽能電池對光的轉換效率。

附圖說明

圖1為Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構的整體結構示意圖。

圖2為Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構的具體結構示意圖。

圖中：1-吸光層；2-透明導光層；30-Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層；3-N型半導體層；4-本徵半導體層；5-P型半導體層；6-非晶矽層；7-透明基板；8-保護殼；9-保護底板。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1～2，本發明實施例中，一種Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構，包括保護殼8以及設置在保護殼8內的透明基板7、非晶矽層6、Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層30、透明導光層2、吸光層1、保護底板9，透明基板7設置在保護殼8內部下方，非晶矽層6設置在透明基板7上，Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層30設置在非晶矽層6上，透明導光層2設置在Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層30上，吸光層1設置在透明導光層2上，且吸光層1設置在保護殼8的頂端，保護底板9，活動安裝在保護殼8的底端，便於拆卸。

吸光層1呈凹向的弧形設置，與透明導光層2上的凹槽為吻合；該吸光層1為V型槽、波浪型或折角式的吸光板，從而有利於吸光，提高光的轉化率。

Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層30包含N型半導體層3、本徵半導體層4和P型半導體層5，本徵半導體層4設置在N型半導體層3和P型半導體層5之間，N型半導體層3為N型或P型半導體，P型半導體層5為對應的P型或N型半導體。

透明導光層2的表面和內部開設有多個微孔，將入射光線水平導向至Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層30中；透明導光層2上設有弧形的凹槽；透明導光層2採用氧化銦錫、氧化鋅鋁或氧化鋅錫的透明導光導電氧化物。而對於透明基板7則採用玻璃、石英、透明塑膠或單晶氧化鋁透明材質。

該Ⅲ-Ⅴ族半導體的太陽能電池結構的製作步驟如下：將非晶矽層利用電漿輔助化學氣相沉積法形成於透明基板上，將Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層利用金屬有機化學氣相沉積法依次形成於非晶矽層上，即依次形成N型半導體層、本徵半導體層和P型半導體層，將透明導光層利用金屬有機化學氣相沉積法形成於Ⅲ-Ⅴ族多晶半導體層上，將吸光層設置在透明導光層上並進行固定，整體放置於保護殼內，並進行再次固定，然後將保護底板活動安裝在保護殼的底端。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。